【ESP32 Arduino平衡小车制作】（四) 直流电机PID控制

一、PID算法

PID 是 结合Proportional（比例）、 Integral（积分）、Differential（微分）三种环节于一体的闭环控制算法，它是目前为止在连续控制系统中计数最为成熟的一种控制算法；
PID 控制的实质是对目标值和实际值误差进行比例、积分、微分运算后的结果用来作用在输出上。
连续控制的理想 PID 控制规律

$u(t)$ = $Kp(e(t)+\frac{1}{T}{\int }_{}e(t)dt+Td\frac{de(t)}{dt}$

• Kp——比例增益， Kp 与比例度成倒数关系
• Tt——积分时间常数
• TD——微分时间常数
• u（t）——PID 控制器的输出信号
• e（t）——给定值 r（t）与测量值误差

1-1 积分分离pid算法

控制系统在大幅度改变给定值时，系统会出现较大的偏差，不可能在短时间内消除，经过PID算法中积分项的累积后，可能会使控制作用u(t)很大，控制量达到了饱和

·积分饱和使控制量不能根据被控量的误差，按控制算法进行调节，从而影响控制效果，其中最明显的结果是:系统超调增大，响应延迟。

积分分离算法的思想是在e(kt)较大时，取消积分作用;而在e(k)较小时将积分作用投入。

1-2 带有死区的pid算法

在要求控制作用少变动的场合，常采用带死区的PID控制，实际上是一个非线性系统。